本帖最后由 史锦顺 于 2018-8-8 11:14 编辑
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测量仪器误差分布规律的两种分析
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史锦顺
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【误差理论】
测量仪器的误差,分类为系统误差与随机误差。随机误差是正态分布,系统误差是恒定单值,二者共同决定测量仪器误差的概率密度的分布图是“偏峰正态分布”。偏峰的偏倚值是系统误差值,而钟形线决定于随机误差。钟形线决定的σ值,表示随机误差的大小。
当随机误差很小,即σ值趋于零时,表示仪器仅有系统误差。此时,测量值不变,近于常值,这是绝大多数通用测量仪器的情况。分析与实践一致,极易观察、证实。
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沿范围合成的思路,取“方根”,《史法测量计量学》证明:系统误差与随机误差的合成,是“方和根”合成。这是一种新理论。至此,误差理论已经在测量计量领域贯通。所有公式都可以推导,都可以用实验证实。
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【不确定度体系】
不确定度体系淡化系统误差与随机误差的区别,编造系统误差的随机性,其目的是误差合成一律取方和根。由于系统误差的恒值性,“方差之路”行不通。对系统误差取方差,结果必为零,这就必然抹煞系统误差的作用。(“史法”是范围合成,取方根,综合处理系统误差与随机误差的作用。)
在测量计量中,是单台仪器测量,统计方式必须是“时域统计”。而不确定度体系却用“台域统计”的方法。统计方式错误,结果就出大错。
不确定度体系多种错误的方法、错误的思路,集中体现在B类不确定度评定上。认为测量仪器的误差是均匀分布。B类不确定度为:
uB = MPEV/√3 (1)
1 误差均匀分布是什么意思
说误差是均匀分布,就是说误差区间内的各种误差的取值,机会均等。
做统计分析,就是做统计直方图。重复测量100次,有100个测量值。对100个误差值(测量值-标准值),进行分析。
统计直方图:取MPEV=10 ,误差区间为[-10,+10],以整数点划线,则分为20个区。误差小于1的算0区;误差大于等于1而小于2算1区,以此类推。或者说是取误差的第一位数字为其区号。当MPEV是其他值时,要变换一下,乘个因子10/(MPEV)实,误差量也乘此因子。
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误差量均匀分布,意味着各个统计直方图的量相等。
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2 不存在“误差均匀分布”的情况
误差量均匀分布,意味着各个统计直方图的误差的个数相等。注意,不是误差量的大小相等,而是要求各种大小的误差量,都要有,且出现概率相同。
误差等于测量值减真值;要求各种大小误差都有,且概率相同,就是测量值要在区间内等概地取各种可能值。即使随机误差为零,测量值也要变来变去。客观上有这种仪器吗?有这种特别的情况吗?没有!
3 B类不确定度uB是不符合实际的空想
测量仪器误差均匀分布的情况不存在。没人能观察到这种现象。B类不确定度uB是不符合实际的空想。
uB的分析、计算、应用都是错误的。最根本的原因是:测量计量的实践是“时域统计”而不是“台域统计”,因而稀里糊涂引用的“台域统计”的思路与分析,都是错误的!
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